強化プラスチック市場 サイズと展望 2023-2031

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市場動向

世界の強化プラスチック市場の牽引要因

自動車業界におけるGFRP複合材料の利用拡大

ガラス繊維強化ポリマー（GFRP）製の複合材料は、優れた強度対重量比を有しており、これは自動車製造に不可欠です。軽量で優れた強度を持つ車両は、燃費が向上し、ガソリン使用量も削減されます。企業平均燃費（CAF値）基準（2017年までに36.6 mpg、2025年までに54.5 mpg）を満たすため、米国の自動車メーカーは軽量車両の生産に注力しており、高級車においてアルミニウムやスチールの代替としてGFRP複合材料の採用を検討しています。輸送分野におけるGFRP複合材料の代表的な用途としては、ドア、ルーフパネル、窓、ヘッドレストパネル、椅子、荷物入れ、冷却ベンチレーターなどが挙げられます。これらの要因が輸送業界におけるGFRP複合材料市場の発展を促し、GFRP複合材料の新たな用途の創出を促しています。

風力エネルギー産業におけるエポキシ複合材料の需要拡大

アジア太平洋地域、欧州、北米の政府は、温室効果ガスの排出を制限するための厳格な法律を制定しました。これは、発電における再生可能エネルギーへの移行を促進しました。炭素排出量を削減するため、これらの地域では風力発電設備の設置が急速に拡大しています。風力タービンメーカーは、ナセル、タービンブレード、ハブなどの部品の製造にエポキシ樹脂などの軽量材料を使用しています。

優れた機械的特性を持つエポキシ複合材料は、風力タービンにおいて金属や合金などの従来の材料に取って代わります。複合エポキシは、風力タービン部品のメンテナンス要件を最小限に抑え、高い強度対重量比を実現するために使用されています。軽量材料を使用することで、ブレードを長くすることで風力タービンの性能と効率が向上します。さらに、エポキシ複合材を使用することで、タービンは優れた強度、剛性、圧縮強度を備え、より多くの重量を支える能力が向上します。

世界的な強化プラスチック市場の抑制

リサイクル関連の問題

世界中のメーカーは、地球温暖化対策として、複合材からの温室効果ガス排出の可能性を検討しています。複合材業界では、GFRP複合材がどれだけ真に経済的にリサイクルされているかを明確にする必要があります。しかし、GFRP複合材料のリサイクルは大きな障壁となっており、特にリサイクルの必要性が高い建設業界や自動車業界においては顕著です。

欧州複合材料工業会（EuCIA）によると、ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）と炭素繊維強化プラスチック（CFRP）はどちらもリサイクル可能です。これらは米国の厳格な規制とEUの法律の両方に準拠しています。現在、複合材料のリサイクル施設があるのはドイツのみであり、他の国の企業にとって、リサイクル施設の設置は莫大な費用がかかり、環境にも悪影響を与えるでしょう。その結果、埋め立てが唯一の選択肢となっています。

世界の強化プラスチック市場の機会

新興国におけるGFRP複合管の需要の高まり

ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）製の管市場は、主に北米とヨーロッパに集中していました。しかし近年、ラテンアメリカ、中東、アジア太平洋（APAC）の発展途上国からの需要が変化しています。中国、ブラジル、メキシコ、インドにおける石油・ガス、化学、下水道などのセクターの成長が、GFRP管市場の拡大を牽引すると予想されています。建設・鉱業活動の増加により、APACでは他の地域よりもGFRP管の需要が高くなっています。

APACの発展途上国では、生活水準の向上に伴い、自動車保有率の上昇が見込まれています。成長著しいアジア太平洋諸国では、都市化率の高さから水管理が優先事項となっています。予測期間中、既存インフラの拡張と水処理施設を備えた新たな都市の建設により、下水処理および水処理用途におけるGFRP管の需要は飛躍的に増加すると予想されます。

セグメント分析

世界の強化プラスチック市場は、繊維の種類、ポリマー、用途によってセグメント化されています。

繊維の種類に基づいて、世界の強化プラスチック市場は、ガラス、炭素、アラミド、その他に分かれています。

ガラス繊維セグメントは市場の主要な貢献者であり、予測期間中に4.30%のCAGR（年平均成長率）を示すと予測されています。非常に細いガラス糸から作られた人工繊維であるガラス繊維は、強度と軽量性を兼ね備えています。炭素繊維とは異なり、ガラス繊維は脆性が低く、加工コストも低く抑えられます。さらに、金属と比較して、ガラス繊維はより堅牢で軽量です。さらに、ガラス繊維は様々な成形技術を用いて容易に成形できます。ガラス繊維は、独自の複合材料を製造する上で、一般的に最も重要な原材料の一つです。 GFRP複合材料は、風力エネルギー、建設、航空宇宙、自動車、防食産業機器、配管など、様々な最終用途産業で広く使用されています。

エポキシ、ポリエステル、ビニルエステルなどの樹脂から製造される非金属複合材料は、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）として知られています。様々な物質への耐性があり、重量と軽さを両立しています。高温にも耐え、引張強度と疲労強度に優れています。そのため、自動車業界では高級スポーツカー、自転車、オートバイの製造に使用されています。また、航空宇宙・防衛業界では、軽量軍用機やヘリコプターの製造にも使用されています。

「アラミド」として知られる合成ポリアミドポリマーは、繊維の軸に沿ってしっかりと配列した長い鎖状の分子構造を持っています。この分子構造は、困難な用途において優れた引張強度と耐衝撃性を備えています。アラミド繊維は、高い強度対重量比を有し、軽量で柔軟な素材です。防弾チョッキ、防弾チョッキ、その他の高衝撃用途に広く利用されています。アラミド繊維の製造には、プルトルージョン法など、様々な方法があります。アスベストや鋼鉄の代替品として広く使用されています。鉱業、石油・ガス、建設、製造業における防護具の需要増加に伴い、医薬品の需要も増加しました。

その他の繊維としては、天然繊維や鉄筋などがあります。天然繊維は、その持続可能性と環境への配慮、そしてポリマー複合材料への利用から、研究者から高い評価を得ています。環境への懸念の高まり、厳格な環境規制、そして持続不可能な石油の使用により、天然由来の素材の利用が促進されています。天然繊維強化プラスチックでは、繊維状の生分解性素材がプラスチックマトリックスに組み込まれています。綿、黄麻、竹などの植物から繊維を製造できます。天然繊維は、低密度、再生可能性、生分解性、無毒性、強力な断熱性、そして機械摩耗への耐性といった特性から、プラスチックの強化材として有利です。

ポリマーベースでは、世界の強化プラスチック市場は熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックに二分されています。

熱可塑性プラスチックセグメントは市場の主要な構成要素であり、予測期間中に4.25%のCAGR（年平均成長率）で成長すると予測されています。熱可塑性ポリマーは、物理的特性を損なうことなく成形、溶融、再成形が可能です。熱可塑性マトリックス複合材は、熱硬化性プラスチックよりも損傷に対する耐性が高く、耐衝撃性も優れています。熱可塑性複合材は熱硬化性プラスチックよりも密度が低いため、高荷重用途に適した選択肢となります。これらの材料は軽量で、自動車の軽量化に貢献します。CO2排出量の削減によって燃費が向上し、自動車メーカーは企業平均燃費（CAF）排出基準（2025年までに54.5 mpg）や環境団体が定めるその他の燃料基準を満たすことができます。

ポリエステル、ポリカーボネート、その他の材料は熱硬化性樹脂です。建設分野で使用されている強化プラスチック複合材のほとんどは、ポリエステル樹脂マトリックスをガラス繊維で強化したものです。ガラス繊維と樹脂の配合はどちらも様々な特性を備えています。一般的なポリエステルには、オルトフタル酸エステル、イソフタル酸エステル、ビニルエステルがあり、価格と耐候性、耐湿性、耐薬品性に​​おいて高い評価を得ています。ポリカーボネート複合材は、耐熱性、寸法安定性、高い引張強度、優れた断熱性など、独自の機械的特性も備えています。強化プラスチックは、輸送、機械、電子機器、製造、包装の各分野で広く利用されています。

用途別に見ると、世界の強化プラスチック市場は、自動車、建築・建設、航空宇宙、風力エネルギー、海洋、電気・電子機器、その他に分類されます。

自動車分野は市場の主要な貢献者であり、予測期間中に4.10%のCAGR（年平均成長率）を示すと予測されています。強化プラスチックの世界最大の消費者は自動車業界です。金属の代わりに、強化ポリマーは様々な自動車、トラック、その他の車両で頻繁に使用されています。ダッシュボード、計器盤、コントロールスイッチ、カップホルダー、その他の車内部品はプラスチック製です。さらに、プラスチックはボディパネル、バンパー、ミラー、ヘッドライト、テールランプ、ガソリンタンク、燃料ラインなどの外装部品の製造にも使用されています。プラスチック製の電子機器およびブレーキシステムハウジングは、部品を腐食や熱による損傷から保護し、信頼性と寿命を延ばします。

繊維強化コンクリートの需要を押し上げる主な要因の一つは、戸建て住宅開発の増加である可能性が高いです。今後数年間で、トンネルライニング、浄化槽、配管用の鋼繊維強化コンクリートの需要が増加すると予測されています。この製品の使用量が多いのは、これらの繊維が古い舗装の補修にも使用され、厚さを減らし、走行面を滑らかにし、耐衝撃性を向上させるためです。炭素繊維は、高い強度対重量比、剛性、高い引張強度、耐火性、耐疲労性、耐腐食性、電気的安定性、低い熱膨張係数など、建設に適した材料です。

最も人気のある用途分野は航空宇宙および軍事です。軽量で燃費の良い航空機の需要の高まりにより、この分野は大幅な拡大が見込まれています。炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の技術開発により、航空宇宙グレードのCFRPは、市場に出回っている他のグレードと比較してコストが低下するでしょう。軍用機やヘリコプターでは、物体の軽量化が可能なため、炭素繊維強化プラスチックが頻繁に使用されています。軽量化は、これらの航空機の全体的な性能と燃費を向上させる上で不可欠です。

風力発電プロジェクトの増加、新しい繊維タイプの登場、政府のインセンティブの増加、環境への懸念の高まり、再生可能エネルギーの需要増加により、風力タービンのブレード材料の使用は予測期間を通じて急速に拡大すると予想されます。複合材料、特にガラス繊維強化プラスチックや木材/エポキシ複合材料が風力タービンブレードに適している理由は、低密度、優れた機械的特性、優れた耐腐食性、材料特性の調整可能性、そして多様な製造方法にあります。風力タービンブレード用材料市場は、再生可能エネルギー源開発のための投資増加とクリーンエネルギーインセンティブプログラムの実施によって大きな影響を受けると予想されています。

技術研究や設計革新がほとんど行われていないにもかかわらず、近年、海洋構造物におけるガラス繊維強化プラスチック（FRP）の応用が拡大しています。ガラス繊維は小型高性能ボートの材料として長年人気がありましたが、現在では多くの現代的な複合材料が様々な用途に使用されています。ヨット、モーターボート、クルーズ船、パーソナルウォータークラフトなどは、ガラス繊維強化ポリマーを使用した海洋製品のほんの一例です。GFRPは入手しやすく、安価で、設計の自由度が高いため、他の複合材料よりも好まれています。レジャーボート業界からの膨大な需要により、海洋強化プラスチックの世界市場は拡大しています。

繊維強化プラスチック（FRP）は、繊維で強化されたポリマーマトリックスで作られた複合材料です。FRPの主な目的は、繊維の長さ全体にわたって荷重を伝達すると同時に、一方向への強度と剛性を提供することです。 FRPは現在、建築、自動車、海洋、航空宇宙、そして産業分野で急速に利用されています。軽量なFRPは、設置、メンテナンス、輸送の迅速化を可能にします。また、設計においても多様な選択肢を提供します。FRPは曲げ強度において木材を、縦方向の安定性においては鋼鉄やアルミニウムを凌駕します。

地域分析

世界の強化プラスチック市場は、アジア太平洋、北米、ヨーロッパ、LAMEAの4つの地域に分かれています。

ヨーロッパが世界市場を席巻

ヨーロッパは収益に最も大きく貢献しており、予測期間中は3.30%のCAGR（年平均成長率）を示すと予想されています。ヨーロッパには主要な航空機メーカーや自動車メーカーが進出しており、ヨーロッパの製品市場は活況を呈しています。中国商用飛機集団有限公司などの新しい航空機メーカーがヨーロッパ市場に参入することで、航空機の生産量と地域の航空機メーカー間の競争レベルの両方が向上すると予想されます。英国とドイツは、予測期間中、引き続きリーダーシップを維持すると予測されています。

北米は予測期間中に4.50%のCAGRで成長すると予想されています。米国、メキシコ、カナダでは、強化プラスチックの需要に関する研究が行われています。繊維強化プラスチック（FRP）複合材料市場は世界的に拡大しています。ガラス繊維は、商業用および産業用の複合材料で最も多く利用されている強化材の一つです。優れた強度、靭性、弾力性、耐久性、軽量性、そして耐熱性、耐温度性、耐湿性を備えているため、ガラス繊維は様々なGFRP複合材料用途に欠かせない原材料です。GFRP複合材料は、建築、インフラ、輸送業界で最も多く使用されています。

この地域は、中国、日本、インド、韓国、そしてその他のアジア太平洋地域で構成されています。推定によると、世界のすべての地域の中で、この地域は強化プラスチックの成長が最も速く、最も大きな可能性を秘めています。アジア太平洋地域では、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）およびガラス繊維強化プラスチック（GFRP）複合材料の市場が中国とインドで急速に拡大しています。アジア太平洋地域は、経済規模が大きいことから、自動車、製造業、航空宇宙産業、電気・電子機器メーカーにとって最も収益性の高い地域の一つです。

ブラジル、南アフリカ、サウジアラビア、そしてその他のLAMEA諸国がLAMEA地域を構成しています。この地域では、都市人口の急増と人口動態の変化（これらは高い可処分所得と好相関関係にあります）により、強化プラスチック市場が大幅に拡大しています。サウジアラビア、ラテンアメリカ、アフリカでは、建設プロジェクトの発展とモジュール式インフラ設計の需要の高まりにより、強化材料の需要が高まっています。ガラス繊維と炭素繊維の利点、耐久性、軽量性、メンテナンスの必要性の低さ、輸送コストの低さを認識する人が増えるにつれて、市場は拡大し続けるでしょう。

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強化プラスチック市場のトップ競合他社

1. BASF SE
2. Binani Industries
3. Cytec Solvay Group
4. Hay site Reinforced Plastics (Constantia Industries Ag)
5. Reinforced Plastic Industries
6. Rezplast Manufacturing Ltd.
7. SGL Carbon Se
8. Taishan Fiberglass Inc.
9. Tejin Limited
10. Toray Industries Inc

最近の開発状況

• 2023年3月 - キャボットコーポレーションは、持続可能な強化炭素の発展に向けた新たな技術プラットフォームであるEVOLVE™ Sustainable Solutionsの立ち上げを発表しました。キャボットはこの技術プラットフォームを通じて、循環型バリューチェーンと使用済みタイヤから回収された材料、再生可能およびバイオベースの材料、そして温室効果ガス（GHG）排出量を削減するプロセスを活用することで、産業規模で信頼性の高い性能を備えた持続可能な素材を提供する製品を開発することを目指しています。